設為首頁 聯系我們 友情鍊接 網站導航 知識窗
中央空調 家用空調 空調末端 特種空調 運輸空調 冷凍冷藏 熱泵熱水機 水/地源熱泵 蒸發冷卻空調 壓縮機 熱交換器 配件及原料 智能控制 空氣淨化
您所在位置:首頁  > 工程

冷庫氨制冷系統的改造

發表日期:2019/3/27 10:28:31 來源:《制冷與空調》 評論 總點擊量: 次

2013年吉林寶源豐和上海翁牌兩起涉氨企業重大事故的發生,制冷行業出現“談氨色變”現象。人們紛紛把“氨”當作冷庫事故的罪魁禍首,有的企業将已設計完成的氨制冷系統轉而重新設計為氟系統;甚至很多企業廢棄了已經運行十餘年的氨制冷系統,更換為采用其他制冷劑的機組。2013年11月國家安全監管總局發文明确指出:在專項治理過程中,應嚴格避免産生以“氟制冷劑代替氨制冷劑”的簡單化做法所帶來的環境問題;應通過科學的技術手段和監管措施,充分發揮其性能優勢,确保其安全可靠運行,注重提升涉氨制冷企業的技術、管理水平,促進涉氨制冷企業的健康發展。依據國家标準GB 18218—2014《危險化學品重大危險源辨識》,冷庫制冷系統氨的充注量大于10噸,應列入重大危險源。而近幾年随着消費方式的轉變和農業産業化進程的加快,人們對于冷凍冷藏産品的需求增多,冷庫需求加大,制冷系統氨的充注量遠遠超過10噸,有的達20噸或30噸,甚至更多。 那麼如何在滿足制冷系統使用要求的前提下,減少制冷系統氨的充注量是目前制冷行業最關注的問題之一。

1  間接制冷系統

減少制冷系統制冷劑充注量,并使制冷系統運行更加安全,可采用将直接蒸發制冷系統改造為間接制冷系統的方法。間接制冷系統流程如圖1所示。在間接制冷系統中,制冷劑不直接流經冷庫庫房,制冷劑與載冷劑在中間換熱器中進行熱交換,再由載冷劑通過無相變的換熱向庫房傳遞冷量。

間接制冷系統廣泛應用于醫藥、化工、食品加工行業原料降溫,娛樂業大型滑冰場制冰、滑雪場制雪,新能源行業LNG冷庫、風力發電機頭防凍、太陽能防凍以及大型商超、數據中心等領域,冷庫制冷系統的應用中亦有衆多案例。例如,上海某冷鍊物流有限公司于2015年将庫容38 000噸冷庫的制冷系統改造為間接制冷系統;福州某食品有限公司于2014年将庫容7 000噸冷庫的制冷系統改造為間接制冷系統等。

2  氨直接蒸發制冷系統改為間接制冷系統

氨直接蒸發制冷系統改為間接制冷系統可以将制冷劑改為氟制冷劑,也可繼續使用氨制冷劑。在經濟條件允許的前提下,整體更換、改良原有老舊制冷系統可使冷庫制冷效率、自動化程度更高。如為降低預算也可對原有老舊系統進行部分改造,減少設備更換。在原冷庫面積、溫度、庫存量不變情況下,考慮到二次換熱的冷損失可适當增容原制冷系統設備。

2.1  壓縮機

改為氨間接制冷系統:舊的冷庫制冷系統多采用活塞式壓縮機,若壓縮機裕量充足,則無須對壓縮機改造;若裕量不足,則可選擇并聯一台與原壓縮機同類型的小功率壓縮機。并聯後,在冷庫負荷變化較大時可以實現梯級能量調節,對于夏冬季溫差較大的地區更有優勢。系統須增加載冷劑循環泵,相對于直接蒸發制冷系統來說減少了制冷劑泵(氨泵),蒸發溫度下降導緻冷量下降。将直接蒸發制冷系統改造為間接制冷系統過程中,因為在蒸發器處增加了二次換熱過程,即将制冷劑産生的熱量傳輸給載冷劑,存在約10 ℃的換熱溫差。以原有直接蒸發制冷系統冷凝溫度37 ℃,蒸發溫度-28 ℃為例,在隻考慮換熱溫差的理想情況下,更改為間接制冷系統後,冷凝溫度不變,蒸發溫度降低為-38 ℃。

2.2  冷凝器

對于采用蒸發式冷凝器(适合相對濕度較低的地區)的系統,由于蒸發式冷凝器對冷卻水設備要求較高,可将其設計為冷卻水、融霜水合用系統,如圖2所示。冷卻水、融霜水合用互相換熱,減少熱損失,适當降低了冷凝溫度,提高了制冷系統的性能系數,使得夏冬季系統冷凝溫度波動小,降低了壓縮機功耗(對于冬季溫度較低的地區,為減小系統波動性可在冷卻水管道增加旁通閥,調整旁通閥開度,進而調整冷熱水比例,達到控制冷凝溫度的目的)。

對于風冷式冷凝器,适當調節風速,或增加風機數量彌補因二次換熱帶來的冷凝負荷增大問題。

2.3  蒸發器

蒸發器無須做過多改造。隻需要在原系統的節流元件之後添加殼管式蒸發器、敞開式蒸發器或闆式換熱器等,可使用專業清洗劑清洗原系統冷卻設備(冷卻盤管、冷風機)管内殘留的氨及氨油殘留,清洗後可繼續使用。

本文所述隻适合在原冷庫面積、庫容基本不變的基礎上改建的冷庫,而對庫面積、庫容進行較大改動的冷庫,其改造方式較為複雜,并非簡單的改動能夠達到所需效果,建議在專業設計人員指導下完成。

3  間接制冷系統的優勢

3.1  調節站設置

在直接蒸發制冷系統中,集中布置調節站适用于蒸發器與制冷系統其他設備較近的場合。當蒸發器與制冷系統其他設備較遠時,一般設置分調節站,并将其布置于緊靠蒸發器的地方,這種布置為日常的操作帶來了不便。采用間接制冷系統,蒸發器安裝于設備間附近,若由專業技術人員設計可實現全自動控制、遠程群控。智能化控制不僅節省人工,還提升了系統效率。

3.2  融霜方式

直接蒸發制冷系統蒸發管道在低環境溫度情況下結霜率較高。現有除霜方式多以熱氨/熱氟融霜與人工掃霜結合的方式為主。在熱氨/熱氟融霜時,壓縮機排氣分流融霜不僅降低制冷系統效率,同時壓縮機部分排氣進入蒸發器,由于制冷劑溫度較高,對蒸發器有較大的熱沖擊,易損壞蒸發器,造成制冷劑的洩漏。是否增加排液桶,儲存融霜後制冷劑,也是設計單位需要考慮的問題。因為融霜後液體直接進入低壓循環桶,會使正常供冷的蒸發溫度提高,影響冷庫降溫速度。

間接制冷系統的融霜可采用最基本的電加熱融霜與人工掃霜相結合的方案,該方法簡單易行,易實現自動化。試驗結果表明,在中、小型制冷系統中使用電加熱的融霜方式與熱氨/熱氟融霜成本基本無差别。更加節能的融霜方式為采用暖液融霜(即融霜過程中,利用被換熱器加熱的載冷劑在庫房載冷劑管道中循環達到融霜效果)與人工掃霜相結合的方案。間接制冷暖液融霜系統見圖3。P. S. Hrnjak等對電加熱及暖液融霜兩種方式做了對比試驗,認為暖液融霜會更加節能、高效。利用壓縮機餘熱提高載冷劑溫度,進行融霜操作,節能效果好。冷間較多時,還可采用單一冷間融霜的方式。

3.3  蓄冷能力

随着經濟社會發展,電力需求持續增長。《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》明确提出到2020年,我國單位GDP的CO2排放比2015年下降18%,并着重将電力行業作為重點行業進行管控。國家鼓勵移峰填谷,低谷電價隻有高峰電價的20%~50%。因此,采用間接制冷系統,還可以通過增加載冷劑蓄冷緩沖罐合理利用峰谷低電價蓄冷。蓄冷緩沖罐可采用簡單的水溫自然分層法,其結構簡單、控制方便。用戶可根據需求使蓄冷緩沖罐承載25%~100%的制冷負荷。間接制冷蓄冷系統如圖4所示。


4  案例分析對比

對上海市某冷鍊物流有限公司冷庫改造案例進行分析,見表1。

由表1可以看出,間接制冷系統制冷設備集中管理,采用自控儀表及閥門,便于操控,費用約3萬元,一次性投入。雖然采用間接制冷系統總電費增加近9萬元/年,但操作工人費用節省約10萬元/年。

5  結束語

随着經濟的不斷發展,氨直接蒸發制冷系統已經不能滿足大型物流、商超類冷庫的要求。同時國家正在大力倡導可持續發展,我國對環境保護、節能減排的要求也在不斷增強。間接制冷系統因其自動化程度高、操作維護簡單,有助于解決冷庫制冷系統制冷劑洩漏易造成危害、自動化程度低等一系列問題。

本文選自《制冷與空調》2019年1月刊57-60頁,作者:姜瑞雪  湯玉鵬  韓磊;未經許可,不得轉載


發表評論: 共有 訪客發表了評論

驗證碼: 看不清楚?

    精彩内容推薦

    • 制冷空調設備新标準解讀

      4月9日,“制冷空調設備新标準宣貫”研讨會在上海國際新博覽中心E1-M15會議室召開, 參會嘉賓就制冷空調設備新标準的制定、修訂進行了解讀及深入讨論。會上,全國冷凍空調設備标準化技術委員副秘書長馬金平結合制冷劑替代的要求,對我國制冷空調設備标準修訂的必要性做了介紹。…

    • 保護臭氧層 我們在行動 ——2019臭氧氣候技術路演及工業圓桌會議系列活動繼續閃亮中國制冷展

      4月9日,由聯合國環境規劃署(UN Environment)、聯合國開發計劃署(UNDP)、生态環境部對外合作與交流中心(IECO)及中國制冷空調工業協會(CRAA)聯合舉辦的第8屆臭氧氣候技術路演及工業圓桌會議系列活動在中國制冷展E3館隆重開幕。來自全球近60家單位參加了本次路演,不僅涵…

    • 海爾集團執行總裁梁海山一行來合肥與協會理事長李江進行深入交流

      3月21日,海爾集團執行總裁梁海山一行來到合肥,與中國制冷空調工業協會理事長李江圍繞行業現狀及行業發展等話題展開了深入交流。 李江首先代表協會對梁海山一行的到來表示歡迎。他指出,協會新一屆理事會有信心也有能力進一步提升服務能力,為行業和會員單位做好服務工作,…

    排行榜

    一周 | 一月

    精彩專題更多

    • 中國制冷能效項目

    • 第十三屆中國制冷空調行業大學生科技競賽

    • 制冷空調行業部分上市公司2018年年報盤點

    • 臭氧氣候技術路演及工業圓桌會議

    • 保護臭氧層與溫室氣體減排

    • 改革開放40年制冷空調企業展示

    • 制冷空調行業部分上市公司2018年三季度報集錦

    • 制冷空調行業部分上市公司2018年中報集錦

    • 2018年中國技能大賽——全國機械行業職業技能競賽制冷工(制冷與空調)賽項

    • 第十二屆中國制冷空調行業大學生科技競賽

    • 20号令變身94号令,關于質疑投訴的要點

    • 詳解《中華人民共和國标準化法》

    • 制冷空調行業部分上市公司2017年三季報集錦

    • 全國各地政府采購評審專家勞務報酬标準彙總

    • 第十一屆中國制冷空調行業大學生科技競賽

    • 2017“2+26”城市“煤改清潔能源”補貼政策一覽

    • 您需要知道的幾個要點

    • 2017北京“煤改清潔能源”招标陸續啟動

    • 關注熱泵采暖

    • 中央空調政府采購二三事兒

    • 冷凍冷藏

    • 汽車空調

    Top http://m.juhua343846.cn|http://wap.juhua343846.cn|http://www.juhua343846.cn||http://juhua343846.cn